ES2260571T3 - Procedimiento para la fabricacion de polvo monocristalino de cu(in, ga)se2 y celula solar de menbrana monograno que contiene este polvo. - Google Patents

Procedimiento para la fabricacion de polvo monocristalino de cu(in, ga)se2 y celula solar de menbrana monograno que contiene este polvo.

Info

Publication number
ES2260571T3
ES2260571T3 ES03029576T ES03029576T ES2260571T3 ES 2260571 T3 ES2260571 T3 ES 2260571T3 ES 03029576 T ES03029576 T ES 03029576T ES 03029576 T ES03029576 T ES 03029576T ES 2260571 T3 ES2260571 T3 ES 2260571T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
powder
moles
grains
procedure
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES03029576T
Other languages
English (en)
Inventor
Mare Altosaar
Enn Mellikov
Jaan Raudoja
Volker Geyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Scheuten Glasgroep BV
Original Assignee
Scheuten Glasgroep BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Scheuten Glasgroep BV filed Critical Scheuten Glasgroep BV
Application granted granted Critical
Publication of ES2260571T3 publication Critical patent/ES2260571T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • C30B29/22—Complex oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
    • H01L31/0322—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 comprising only AIBIIICVI chalcopyrite compounds, e.g. Cu In Se2, Cu Ga Se2, Cu In Ga Se2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/46—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/60—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B9/00—Single-crystal growth from melt solutions using molten solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B9/00—Single-crystal growth from melt solutions using molten solvents
    • C30B9/04—Single-crystal growth from melt solutions using molten solvents by cooling of the solution
    • C30B9/08—Single-crystal growth from melt solutions using molten solvents by cooling of the solution using other solvents
    • C30B9/12—Salt solvents, e.g. flux growth
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Procedimiento para la fabricación de un polvo compuesto por una combinación Cu(ln.Ga)Se2, caracterizado porque comprende los siguientes pasos: -Aleación de Cu e In y/o de Cu y Ga para obtener una aleación de Culn y/o CuGa con una proporción subestequiométrica de Cu, -Fabricación de un polvo compuesto por la aleación de Culn y/o CuGa, -Adición de Se, así como Kl o Nal al polvo, -Calentamiento de la mezcla hasta que se forma una masa fundida, en la que la combinación Cu(ln, Ga)Se2 recristaliza y, al mismo tiempo, hace crecer los granos de polvo que han de fabricarse, -Enfriamiento de la masa fundida para interrumpir el crecimiento de los granos.

Description

Procedimiento para la fabricación de polvo monocristalino de Cu(ln,Ga)Se_{2} y célula solar de membrana monograno que contiene este polvo.
Esta invención trata de un procedimiento para la fabricación de polvo monocristalino compuesto por una combinación Cu(ln,Ga)Se_{2}. Además, la invención trata de un uso del polvo fabricado mediante este procedimiento.
Este tipo de polvo es especialmente apropiado para la fabricación de membranas monograno que se emplean en células solares.
Por la solicitud de patente internacional WO 99/67449, se conoce un procedimiento común para fabricar polvo monocristalino, compuesto por un material semiconductor con el que pueden fabricarse granos de polvo de CulnSe_{2}. En este procedimiento, se funden los componentes del material semiconductor en composición estequiométrica, se añade un fundente y se lleva la masa fundida con el fundente a una temperatura a la cual el polvo se separa por cristalización y los granos de polvo crecen. Se pueden utilizar NaCl, Se, As, arseniuros o seleniuros como fundente.
La invención se basa en el objetivo de perfeccionar un procedimiento genérico de manera que las propiedades de los granos de polvo mejoren en cuanto a su utilización en una célula solar.
Es además objetivo de la invención crear una célula solar de membrana monograno que presente un grado de rendimiento lo más alto posible.
En relación al procedimiento, este objetivo se alcanza según la invención mediante un procedimiento de fabricación de un polvo compuesto por una combinación Cu(ln,Ga)Se_{2}, que comprende los siguientes pasos:
-
Aleación de Cu e ln y/o de Cu y Ga para obtener una aleación de Culn y/o CuGa con una proporción subestequiométrica de Cu,
-
Fabricación de un polvo compuesto por la aleación de Culn y/o CuGa,
-
Adición de Se, así como Kl o Nal al polvo,
-
Calentamiento de la mezcla hasta que se forma una masa fundida, en la que la combinación Cu(ln,Ga)Se_{2} recristaliza y, al mismo tiempo, hace crecer los granos de polvo que han de fabricarse,
-
Enfriamiento de la masa fundida para interrumpir el crecimiento de los granos.
En el procedimiento según la invención, se produce el efecto sorprendente de que los granos fabricados mediante este procedimiento presentan propiedades fotovoltaicas notablemente mejores que las que se producen mediante el procedimiento conocido conforme al estado de la técnica. Las células solares en las que se utilizó el polvo producido mediante el procedimiento según la invención, alcanzaron un aumento importante del grado de rendimiento.
Esto podría tener las siguientes causas:
En el procedimiento conocido conforme al estado de la técnica, debido a la utilización de una cantidad estequiométrica de Cu respecto a la combinación CulnSe_{2} que ha de fabricarse, podría aparecer el problema de que se formen granos de polvo ricos en Cu. En estos granos, puede tener lugar una segregación de fases en CulnSe_{2} estequiométrico y una fase binaria metálica de CuSe, con lo cual esta fase externa se acumula preferentemente en la superficie de los granos y empeora notablemente las propiedades de una célula solar. Así es posible que se produzca un cortocircuito en la unión pn de la célula.
Además, en el procedimiento conocido se depositan en los granos fases de CuSe producidas en la fabricación. Se sabe que estas fases pueden lavarse con una disolución de KCN. Sin embargo, esta disolución también daña los granos.
Por el contrario, en el procedimiento según la invención se supone que la utilización de una cantidad subestequiométrica de Cu en relación con la composición que ha de fabricarse provoca que se contenga en gran parte la formación de granos ricos en Cu, y que se formen principalmente granos con escaso contenido de Cu, que son adecuados para producir células solares altamente eficientes.
Además, se supone que las fases binarias de CuSe producidas en la fabricación de granos se quedan en los fundentes Kl y Nal usados según la invención, y no se depositan en los granos.
Esto parece ser especialmente el caso cuando la fusión se enfría rápidamente, es decir, en forma de un enfriamiento brusco ("quench"). Otra ventaja del procedimiento según la invención consiste en que se puede eliminar el fundente lavándolo con agua, la cual no daña los granos.
En una forma de realización preferente del procedimiento según la invención, se elimina de la masa fundida fría el Kl o Nal después del enfriamiento mediante un lavado con agua.
Además, resulta muy ventajoso que la relación entre la cantidad de moles de Cu usada y la suma de la cantidad de moles de ln usada y la cantidad de moles de Ga usada esté entre 0,8 y 1.
Se ha demostrado que con los granos de polvo, que presentan esta relación entre la cantidad de moles de Cu y la cantidad de moles de ln y Ga, pueden fabricarse células solares que alcancen un grado de rendimiento muy alto.
Además, se prevé que la relación entre la cantidad de moles de Ga usada y la cantidad de moles de ln usada esté entre 0 y 0,43. Una relación de 0,43 corresponde a casi un 30% de Ga en cuanto a la cantidad de moles de ln y Ga.
La energía de separación energética de la combinación semiconductora Cu(ln,Ga) Se_{2} cambia con la relación entre la cantidad de ln usada y la cantidad de Ga usada. Mediante los posibles valores de esta relación ln/Ga, la energía de separación energética del material semiconductor puede adaptarse bien al fin de aplicación deseado.
Además, se desarrolla una célula solar ventajosa dentro del marco de la invención.
Se trata especialmente de una célula solar de membrana monograno compuesta por un contacto posterior, una membrana monograno, una capa semiconductora como mínimo y un contacto frontal, que se caracteriza porque la membrana monograno contiene el polvo fabricado según la invención.
A continuación, se muestran detalladamente algunas formas preferentes de realización del procedimiento y de aplicación de las células solares del polvo:
Primero se hace una aleación de Cu e ln y/o Cu y Ga, dimensionándose, por un lado, las cantidades de moles de Cu usadas y, por otro lado, las de ln y Ga, de tal forma que se producen aleaciones de CuGa y Culn con escaso contenido de Cu. Por ello ha resultado ser una especial ventaja para la fabricación de granos de polvo aplicados en células solares que la relación Cu/(ln+Ga), es decir, la relación entre la cantidad de moles de Cu usada y la suma de la cantidad de moles de ln usada y la cantidad de moles de Ga usada esté entre 1 y 1:1,2.
La relación entre la cantidad de moles de Ga usada y la cantidad de moles de ln usada se encuentra preferentemente entre 0 y 0,43. Una relación de 0,43 corresponde a aproximadamente un 30% de Ga en cuanto a la cantidad de moles de ln y Ga. Por tanto, mediante el procedimiento según la invención, se fabrican preferentemente aquellas composiciones Cu(ln,Ga)Se_{2} que, en su relación de moles entre Ga e ln, estén entre esta relación de moles de las combinaciones CulnSe_{2} y CuGa_{0} _{3}ln_{0} _{7}Se_{2}.
A continuación, se muelen a polvo las aleaciones, habiéndose comprobado que el tamaño de los granos de polvo de Cu(ln,Ga)Se_{2} que han de fabricarse depende del tamaño de los granos del polvo fabricado mediante la aleación Culn y/o Cu-Ga. Por tanto, se muelen los polvos definidos con el tamaño determinado de los granos que se incluyen.
El polvo compuesto por las aleaciones de Culn y CuGa se coloca ahora en una ampolla cuyo material no reaccione con ninguna de las sustancias que deben introducirse, por ejemplo, material de vidrio cuarzoso.
Se añade Se al polvo en una cantidad que corresponda a la parte estequiométrica de este elemento en la combinación Cu(ln,Ga)Se_{2} que ha de fabricarse.
Además, se añade Kl o Nal como fundente, ascendiendo la proporción del fundente en la masa fundida que se produce más tarde normalmente al 40% aprox. del volumen. En general, la proporción del fundente en la masa fundida puede comprender entre el 10% y el 90% del volumen.
Ahora se practica el vacío en la ampolla y se calienta con el contenido indicado a una temperatura entre 650ºC y 810ºC. Durante el calentamiento, se forma Cu(ln,Ga)Se_{2}.
Si se alcanza una temperatura dentro del intervalo de temperatura nombrado, el Cu(ln,Ga)Se_{2} recristaliza y, al mismo tiempo, crecen los granos.
A esta temperatura se funde el fundente, de modo que el espacio entre los granos se llena con una fase líquida que sirve de medio de transporte.
La masa fundida se mantiene constante a la temperatura ajustada anteriormente durante un tiempo determinado. Según el tamaño deseado del grano será necesario esperar entre 5 minutos y 100 horas. Normalmente el tiempo de espera es de 30 horas aprox.
El crecimiento del grano se interrumpe mediante enfriamiento de la masa fundida. En esto resulta muy ventajoso enfriar la masa fundida bruscamente, por ejemplo, en pocos segundos.
Este llamado "Quench" parece ser necesario para que queden las fases binarias Cu-Se, que hayan podido originarse, en el fundente.
Con un enfriamiento lento, podría existir el peligro de que se depositen las fases de CuSe en los cristales Cu(ln,Ga)Se_{2} y dañen notablemente las propiedades del polvo fabricado con respecto a un uso en células solares.
Como último paso del procedimiento, se elimina el fundente lavándolo con agua. A continuación, se podrán retirar de la ampolla los granos de polvo monocristalino.
En ensayos previos, se determina la marcha adecuada de la temperatura en función del tiempo durante el calentamiento y el enfriamiento, así como, el tiempo de espera y la temperatura que debe mantenerse durante este tiempo.
Con ayuda del procedimiento mostrado, se puede fabricar polvo con un diámetro medio para cada uno de los granos de 0,1 \mum a 0,1 mm. La distribución del tamaño de grano dentro del polvo corresponde a una distribución de Gauss de fórmula D=A-t^{1/n}-exp(-E/kT), donde D es el diámetro del grano, t es el tiempo de espera, T es la temperatura de la fusión y k hace referencia a la constante de Boltzmann como siempre. Los parámetros A, n y E dependen de las sustancias de partida empleadas, del fundente y de los procedimientos de crecimiento especiales, que no se describen aquí detalladamente. Si se utiliza Kl como fundente, entonces E = 0,25 eV. En este caso, el valor para n se encuentra entre 3 y 4.
El tamaño medio del grano y la forma exacta de la distribución del tamaño de grano dependen del tiempo de espera, de la temperatura de fusión y del tamaño del grano del polvo compuesto por las aleaciones Culn y CuGa que se utilizó. Además, la selección del fundente influye en el tamaño medio del grano y en la distribución del tamaño de grano.
Los granos que pueden fabricarse mediante el procedimiento según la invención, son conductores P y presentan una conductividad eléctrica muy buena. Las resistencias eléctricas de los granos de polvo de Cu(ln,Ga)Se_{2} fabricados estaban en un margen entre 100 \Omega y 10 k\Omega según la selección de la relación Cu/Ga, de la relación Cu/(ln+Ga) y de la temperatura de la masa fundida. Esto corresponde a una resistencia específica de 10 k\Omegacm a 2 M\Omegacm.
Con ayuda del procedimiento según la invención, se pudieron producir polvos monocristalinos cuyos granos presentaban una composición muy unifor-
me.
Los polvos son especialmente apropiados para la fabricación de membranas monograno, que pueden utilizarse en células solares, pudiéndose producir células solares con un grado de rendimiento muy alto con los polvos fabricados por el procedimiento según la invención.
Sobre todo, en cuanto a posibles fines de utilización del polvo fabricado mediante el procedimiento según la invención, se señala además que, por principio, también puede añadirse S además del Se al polvo compuesto por Culn y/o CuGa, y fundirlo con el fundente. Asimismo el Se puede ser completamente sustituido por S.
Este procedimiento posibilita la fabricación de un ancho de banda grande de combinaciones Culn_{1}\__{x}Ga_{x}S_{y}Se_{z}. Estas combinaciones semiconductoras cubren una zona de energías de separación energética entre 1,04 eV y 2,5 eV.
Se ha demostrado que los polvos fabricados mediante el procedimiento presentado pueden aplicarse ventajosamente en células solares. Las células solares en las que se utilizaron estos polvos, mostraron un alto grado de rendimiento superior al promedio.
Las células solares en las que se emplean polvos fabricados según la invención son preferentemente aquellas en las que se introduce una membrana monograno fabricada con el polvo.
Para fabricar la membrana monograno, se insertan los granos de polvo preferentemente en una membrana polímera, por ejemplo, una matriz de poliuretano.
Una célula solar de membrana monograno se compone normalmente de 4 capas.
Una capa metálica, que se aplica típicamente en un substrato de vidrio, sirve de contacto posterior. En una forma de realización preferente, puede tratarse también de un material adhesivo con conductividad eléctrica.
En este contacto posterior se aplica la membrana que contiene cristales de Cu(ln,Ga) Se_{2} como capa de absorción, la cual se cubre normalmente con una fina capa semiconductora de CdS de conductividad N.
Sobre esta capa de CdS se aplica a continuación el contacto frontal, que normalmente está compuesto por un óxido transparente y con conductividad eléctrica, por ejemplo, por una aleación ZnO:Al.
Asimismo puede ser preferible aplicar otra capa semiconductora compuesta por ZnO intrínseco entre la capa de CdS y el contacto frontal.

Claims (5)

1. Procedimiento para la fabricación de un polvo compuesto por una combinación Cu(ln,Ga)Se_{2}, caracterizado porque comprende los siguientes pasos:
- Aleación de Cu e ln y/o de Cu y Ga para obtener una aleación de Culn y/o CuGa con una proporción subestequiométrica de Cu,
- Fabricación de un polvo compuesto por la aleación de Culn y/o CuGa,
- Adición de Se, así como Kl o Nal al polvo,
- Calentamiento de la mezcla hasta que se forma una masa fundida, en la que la combinación Cu(ln,Ga)Se_{2} recristaliza y, al mismo tiempo, hace crecer los granos de polvo que han de fabricarse,
- Enfriamiento de la masa fundida para interrumpir el crecimiento de los granos.
2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se elimina el Kl o Nal mediante un lavado con agua después del enfriamiento.
3. Un procedimiento de acuerdo con una o con las dos reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la relación entre la cantidad de moles de Cu usada y la suma de la cantidad de moles de ln usada y la cantidad de moles de Ga usada está entre 0,8 y 1.
4. Un procedimiento de acuerdo con una o con varias de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación entre la cantidad de moles de Ga usada y la cantidad de moles de ln usada está entre 0 y 0,43.
5. Célula solar de membrana monograno, que contiene un contacto posterior, una membrana monograno, una capa semiconductora como mínimo y un contacto frontal, caracterizada porque la membrana monograno contiene polvo fabricado mediante un procedimiento de acuerdo con una o con varias reivindicaciones 1 a 4.
ES03029576T 2003-12-22 2003-12-22 Procedimiento para la fabricacion de polvo monocristalino de cu(in, ga)se2 y celula solar de menbrana monograno que contiene este polvo. Expired - Lifetime ES2260571T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03029576A EP1548159B1 (de) 2003-12-22 2003-12-22 Verfahren zur Herstellung von Cu(In,Ga)Se2 einkristallinem Pulver und Monokornmembran-Solarzelle enthaltend dieses Pulver

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2260571T3 true ES2260571T3 (es) 2006-11-01

Family

ID=34530695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES03029576T Expired - Lifetime ES2260571T3 (es) 2003-12-22 2003-12-22 Procedimiento para la fabricacion de polvo monocristalino de cu(in, ga)se2 y celula solar de menbrana monograno que contiene este polvo.

Country Status (17)

Country Link
US (1) US20070189956A1 (es)
EP (2) EP1548159B1 (es)
JP (1) JP2007521221A (es)
KR (1) KR100821696B1 (es)
CN (1) CN100441750C (es)
AT (2) ATE319868T1 (es)
CA (1) CA2550921A1 (es)
CY (1) CY1105448T1 (es)
DE (2) DE50302591D1 (es)
DK (1) DK1548159T3 (es)
ES (1) ES2260571T3 (es)
HK (1) HK1090673A1 (es)
MX (1) MXPA06007228A (es)
PL (1) PL1709217T3 (es)
PT (1) PT1548159E (es)
SI (1) SI1548159T1 (es)
WO (1) WO2005064046A1 (es)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008040147A1 (de) * 2008-07-03 2010-01-28 Crystalsol Og Verfahren zur Herstellung einer Monokornmembran für eine Solarzelle sowie Monokornmembran nebst Solarzelle
KR100990513B1 (ko) * 2008-07-10 2010-10-29 주식회사 도시환경이엔지 태양전지 셀의 웨이퍼 제조장치 및 이를 이용한 웨이퍼제조방법
US8989138B2 (en) * 2008-07-15 2015-03-24 Qualcomm Incorporated Wireless communication systems with femto nodes
JP5007293B2 (ja) * 2008-10-31 2012-08-22 Ｄｏｗａホールディングス株式会社 カルコゲン化合物粉の製造方法
JP5300424B2 (ja) * 2008-11-10 2013-09-25 京セラ株式会社 化合物半導体粒子の製法および化合物半導体粒子、ならびに化合物半導体膜
JP2011042537A (ja) * 2009-08-21 2011-03-03 Dowa Holdings Co Ltd カルコゲン化合物粉、カルコゲン化合物ペースト及びカルコゲン化合物粉の製造方法
JP2011091132A (ja) * 2009-10-21 2011-05-06 Fujifilm Corp 光電変換半導体層とその製造方法、光電変換素子、及び太陽電池
JP2011165790A (ja) * 2010-02-08 2011-08-25 Fujifilm Corp 太陽電池およびその製造方法
JP2011204825A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Fujifilm Corp 光電変換半導体層とその製造方法、光電変換素子、及び太陽電池
JP4720949B1 (ja) * 2010-04-09 2011-07-13 住友金属鉱山株式会社 Ｃｕ−Ｇａ合金粉末の製造方法及びＣｕ−Ｇａ合金粉末、並びにＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲットの製造方法及びＣｕ−Ｇａ合金スパッタリングターゲット
WO2011163299A2 (en) * 2010-06-22 2011-12-29 University Of Florida Research Foundation, Inc. Nanocrystalline copper indium diselenide (cis) and ink-based alloys absorber layers for solar cells
JP5767447B2 (ja) * 2010-06-29 2015-08-19 株式会社コベルコ科研 Ｃｕ、Ｉｎ、ＧａおよびＳｅの元素を含有する粉末の製造方法、及びＣｕ、Ｉｎ、ＧａおよびＳｅの元素を含有するスパッタリングターゲット
JP5497160B2 (ja) * 2010-12-07 2014-05-21 Ｄｏｗａホールディングス株式会社 カルコゲン化合物粉、カルコゲン化合物ペースト、カルコゲン化合物粉の製造方法、カルコゲン化合物ペーストの製造方法およびカルコゲン化合物薄膜の製造方法
WO2012112880A1 (en) 2011-02-18 2012-08-23 Alliance For Sustainable Energy, Llc In situ optical diagnostic for monitoring or control of sodium diffusion in photovoltaics manufacturing
JP5687367B2 (ja) * 2012-02-16 2015-03-18 京セラ株式会社 化合物粒子、化合物粒子の製造方法、半導体層の製造方法および光電変換装置の製造方法
WO2013129557A1 (ja) * 2012-03-02 2013-09-06 Tdk株式会社 化合物半導体太陽電池及び化合物半導体太陽電池の光吸収層の製造方法
JP6291236B2 (ja) * 2013-12-05 2018-03-14 国立大学法人信州大学 結晶成長促進剤及びそれを用いたカルコゲナイド化合物の製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6126740A (en) * 1995-09-29 2000-10-03 Midwest Research Institute Solution synthesis of mixed-metal chalcogenide nanoparticles and spray deposition of precursor films
JPH1079525A (ja) * 1996-09-04 1998-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 化合物半導体及びそれを用いた薄膜太陽電池
DE19828310C2 (de) * 1998-06-25 2000-08-31 Forschungszentrum Juelich Gmbh Einkristallpulver- und Monokornmembranherstellung
US20050119132A1 (en) * 2001-11-30 2005-06-02 Chao-Nan Xu Method and apparatus for preparing spherical crystalline fine particles
CN1151560C (zh) * 2002-03-08 2004-05-26 清华大学 一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池及其制备方法
CN1257560C (zh) * 2003-12-05 2006-05-24 南开大学 铜铟镓的硒或硫化物半导体薄膜材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007521221A (ja) 2007-08-02
CN100441750C (zh) 2008-12-10
ATE360107T1 (de) 2007-05-15
PT1548159E (pt) 2006-07-31
PL1709217T3 (pl) 2007-12-31
CN1894445A (zh) 2007-01-10
ATE319868T1 (de) 2006-03-15
WO2005064046A1 (de) 2005-07-14
EP1548159A1 (de) 2005-06-29
KR100821696B1 (ko) 2008-04-14
EP1709217A1 (de) 2006-10-11
HK1090673A1 (en) 2006-12-29
US20070189956A1 (en) 2007-08-16
EP1709217B1 (de) 2007-04-18
EP1548159B1 (de) 2006-03-08
DE50302591D1 (de) 2006-05-04
DK1548159T3 (da) 2006-07-10
KR20070008549A (ko) 2007-01-17
CY1105448T1 (el) 2010-04-28
SI1548159T1 (sl) 2006-08-31
MXPA06007228A (es) 2007-01-19
CA2550921A1 (en) 2005-07-14
DE502004003576D1 (de) 2007-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2260571T3 (es) Procedimiento para la fabricacion de polvo monocristalino de cu(in, ga)se2 y celula solar de menbrana monograno que contiene este polvo.
ES2377343T3 (es) Procedimiento para controlar la resistividad en lingotes hechos de silicio de carga de alimentación compensado
ES2432573T3 (es) Procedimiento de purificación de silicio metalúrgico por solidificación dirigida
CS199607B2 (en) Semiconductor table silikon crystals for solar cells and method their manufacture
JP4528995B2 (ja) Ｓｉバルク多結晶インゴットの製造方法
JPH1098205A (ja) 太陽電池の製造方法
TW201124545A (en) Low melting point sputter targets for chalcogenide photovoltaic applications and methods of manufacturing the same
US6488770B1 (en) Monocrystalline powder and monograin membrane production
ES2618033T3 (es) Procedimiento para la purificación de un sustrato de silicio cristalino y procedimiento para la fabricación de una célula fotovoltaica
CN106480495A (zh) 一种类似布里奇曼温场的移动加热器法生长碲锰镉晶体的方法
ES2359639T3 (es) Procedimiento para la recristalización y el dopaje simultáneos de capas semiconductoras y sistemas de capas semiconductoras fabricados según este procedimiento.
RU2219620C2 (ru) Полупроводниковый компонент, в частности, солнечный элемент, и способ его изготовления
CN105633217B (zh) 一种微米级铜锗锌锡硫硒单晶颗粒的制备方法及其单晶颗粒和太阳能电池
US3494730A (en) Process for producing cadmium telluride crystal
JP4164267B2 (ja) 多結晶シリコン基板及び太陽電池の製造方法
CN105624773B (zh) 一种微米级铜锗锌锡硫单晶颗粒的制备方法及其单晶颗粒和太阳能电池
ES2279057T3 (es) Procedimiento para tratar granos de polvo.
CN108546986A (zh) 籽晶保护装置及单晶生长方法
US4089713A (en) Diffusion of donors into (Hg Cd) Te through use of Ga-Al alloy
JP2003243732A (ja) 熱電材料、及び、熱電材料の製造方法並びに製造装置
JPH09306837A (ja) 薄膜状半導体およびその製造方法
KR930002959B1 (ko) 주조법에 의한 태양전지용 다결정 규소 주괴 제조방법
Zampieri et al. Obtention of Polycrystalline Solar Cells from Metallurgical Grade Silicon
JP2004217489A (ja) 粒状シリコン結晶の製造方法および粒状シリコン結晶
JPH01294513A (ja) 半導体多結晶ウエハの製造方法